Der Inkjet Druck ermöglicht eine berührungslose Beschichtung unterschiedlicher Materialen. Dabei werden exakte Materialmengen positionsgenau platziert, wodurch der produzierte Abfall auf ein Minimum reduziert wird. Durch den Einsatz von digitalen Prozessketten können hoch individualisierte Produkte hergestellt werden. Die Entwicklung von funktionellen Tinten ermöglich die Herstellung von Beschichtungen mit spezifischen Eigenschaften bzw. Funktionen, wie zum Beispiel: elektrische Leitfähigkeit, Lichtleiter und Organische Elektronik.

Bei der Fertigung von funktionellen Bauteilen ist häufig ein Inkjet Druck in mehreren Lagen notwendig. Die Abstimmung der jeweiligen Tinten auf das zu bedruckende Substrat und dessen Geometrie ist von höchster Wichtigkeit. Dies beinhaltet einerseits geeignete Verfahren zur Vorbehandlung des Substrates sowie entsprechende Aushärteverfahren der Tinten. Inkjet Druck wird derzeit vor allem meist bei flachen Substraten eingesetzt. Jedoch gewinnt die Herstellung von individualisierten Beschichtungen auf nicht flachen Substraten zunehmend an Bedeutung.

Eine besondere Form des additiven Inkjet Drucks ist das „Voxel Printing“ – Voxel steht für „volumetric pixel“ und bezeichnet einen Gitterpunkt in einem dreidimensionalen Gitter. Diese Form des 3D Drucks basiert im Wesentlichen auf der Verwendung von Inkjet Druckköpfen, mit denen .

Bei der Entwicklung von Prozessen und Materialien widmet sich PROFACTOR diesen Herausforderungen:

  • Vorbehandlung von Substraten und Tintenfixierung: Für die ideale Haftung der Tinten an Substraten ist häufig eine Vorbehandlung des Substrates (in Kombination mit der entsprechenden Tintenentwicklung) notwendig. Basierend auf dem Aushärtemechanismus der Tinte werden die entsprechenden Fixierungsmethoden gewählt, zum Beispiel: Aushärtung durch UV-Licht oder Lösungsmittelverdampfen durch IR Strahlung. Bei gewissen Tinten ist nach der Fixierung noch ein weiterer Behandlungsschritt notwendig um die Funktionalität voll ausschöpfen zu können, zum Beispiel: Sintern von elektrisch leitfähigen Tinten.
  • Freiformflächen: Auch Freiformflächen müssen – zum Beispiel mittels robotischer Führung des Druckkopfes – verlässlich bedruckt werden können. Dabei ist vor allem auf die Nachführung des Druckkopfs entsprechend der Oberflächentopologie wichtig, da der Abstand des Druckkkopfs zur Substratoberfläche für ein exaktes Druckbild entscheidend ist. Auch die Fixierung der Tinten auf Freiformflächen ist ein wichtiges Thema.
  • Materialentwicklung: Die Tinten müssen für die Anforderungen von additiven Prozessen modifiziert werden. Die Haftung der Tinten an die Substratoberfläche kann durch Einstellen der chemischen Zusammensetzung der Tinten deutlich verbessert werden. Bei der Tintenentwicklung ist die Kompatibilität der Tinten mit den Druckköpfen – zum Beispiel hinsichtlich der chemischen Beständigkeit – ein wesentlicher Punkt.

Projekte

Im Projekt iTextil widmet sich PROFACTOR – ausgehend vom globalen Preiswettkampf bei Textilprodukten der Entwicklung technischen, funktioneller Textilien. Im Fokus stehen Nischenanwendungen wie  Schutzausrüstungen, medizinische Überwachungssysteme, technische Textilien und der Heim- und Haus Be...+
Fenster sind für die Energieeffizienz von Gebäuden von entscheidender Bedeutung. Das gilt vor allem für Niedrigenergiehäuser. Die kostengünstige Herstellung von Fenstern mit reduziertem Gewicht; geringem U-Wert und der Möglichkeit, Energie zu generieren, ist eine technologische Herausforderung...+
addmanu ist ein nationales Leitprojekt zur Erforschung, Entwicklung und Etablierung der Generativen Fertigung. Dabei werden vier Themen als Leittechnologien für generative Fertigung definiert: lithographiebasierte Fertigung LBF), Fused Deposition Modelling (FDM), selektives Laserschweißen (SLM) un...+
Viele denkbare „intelligente Produkte“ sind mit momentan existierenden Produktionsmethoden nicht oder nicht kosteneffizient herzustellen. Dazu zählen unter anderem individualisierte Produkte mit direkt integrierten  Sensoren, LEDs, OLEDs, Displays etc.  Additive Fertigungsmethoden bieten sich...+
Inkjet Printing, eine rasch wachsende Branche stellt besondere Herausforde-rungen an die Hersteller von Tinten. Das breite Anwendungsfeld dieser Tinten soll mit möglichst einfach modifizierbaren Herstellungsprozessen abgedeckt werden, wodurch eine detaillierte Betrachtung und Steuerung des Prozesse...+
Mikrosysteme werden in der Regel  mit teuren und hochspezialisierten Werkzeugen gefertigt, die Umrüstzeiten sind lange. Eine Produktion in kleinen Losgrößen und eine auf Prototypen basierende Optimierung ist bei Bauteilen mit mechatronischen Mikrokomponenten – Pumpen, Ventilen oder Membranen -...+
Im Projekt NextFactory steht eine radikale Neuerung bei der Herstellung von Mikro-Bauteilen im Vordergrund. Funktionelle Elemente wie Solarmodule, Mikropumpen und ähnliches sollen in einer einzigen Maschine gefertigt werden. Die Produktion in der Maschine erfolgt Schicht für Schicht. Dabei werden ...+
Das internationale Forschungsprojekt DIMAP ist richtungsweisend für die additive Fertigung und die Möglichkeiten des 3D-Drucks. Das Unternehmen Stratasys – der Weltmarktführer bei 3D-Druckern -  ist einer von zwölf Partnern in dem Projekt. In dem Projekt kommt der 3D-Drucker Objet  Connex 3 ...+

Publikationen

Scholz, A. Brunet, T. Müller, A. Fuchsbauer; Requirements for 3D Printed Applications using Novel Nanoparticle Enhanced Digital Materials: 3D printed robotic and electronic applications, Proceedings of CENICS 2016, The Ninth International Conference on Advances in Circuits, Electronics and Micro-electronics

Scholz, A. Brunet, T. Müller, A. Fuchsbauer; Novel Nanoparticle Enhanced Digital Materials for 3D Printing and their Application Shown for the Robotic and Electronic Industry: Introduction on the DIMAP project, Proceedings of CENICS 2016, The Ninth International Conference on Advances in Circuits, Electronics and Micro-electronics

Kabla, L. Schranzhofer, A. El Razek, F. de la Vega; Novel Conductive Inks for 3D printing – Preliminary Studies on Silver Ink Development and Curing Strategies, Proceedings of CENICS 2016, The Ninth International Conference on Advances in Circuits, Electronics and Micro-electronics

Tatzel, B. Einwögerer, I. Bergmair, N. Worapattrakul, B. Khudhair, V. Viereck, H. Hillmer; Micromirror Arrays for Smart Personal Environments, Nanoscience Advances in CBRN Agents Detection, Information and Energy Security, NATO Science for Peace and Security Series A: Chemistry and Biology 2015, pp 505-510, DOI: 10.1007/978-94-017-9697-2_52, Online ISBN 978-94-017-9697-2

Fuchsbauer, B. Unterauer, M. Wagner, H. J. Egelhaaf,; Organic PV inkjet inks for energy harvesting with low-cost OPVs in smart windows, accepted World Sustainable Energy Days 2015 Young Researchers‘ Conference Proceeding + poster

Kastner, O. Lorret, A. Rank, C. Schwarzinger, B. Dittert, M. Mühlberger; Nanocontact Printing Stamp Material based on Bi-functionalized Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes, European Polymer Journal 65 (2015) 221 -231, available online 22 November 2014, [doi:10.1016/j.eurpolymj.2014.11.015

Losurdo, Maria; Yi, Congwen; Suvorova, Alexandra; Rubanov, Sergey; Kim, Tong-Ho; Giangregorio, Maria; Jiao, Wenyuan; Bergmair, Iris; Bruno, Giovanni; Brown, April; Demonstrating the Capability of the High-Performance Plasmonic Gallium-Graphene Couple, ACS Nano 8 (2014) 3031-3041, [DOI: 10.1021/nn500472r

Barbara Unterauer, Michael Rohn, C. Wögerer, Dieter Holzinger and Michael Mühlberger; A Combination of Iron Oxide Nanoparticles and Inkjet Inks to Obtain New Functional Inks, Proceedings 4M 2013 doi: 10.3850/978-981-07-7247-5_343

Maria Losurdo, Iris Bergmair, Babak Dastmalchi, Tong-Ho Kim, Maria M. Giangregroio, Wenyuan Jiao, Giuseppe V. Bianco, April S. Brown, Kurt Hingerl, Giovanni Bruno; Graphene as an Electron Shuttle for Silver De-oxidation: Removing a Key Barrier to Plasmonics and Metamaterials for SERS in the Visible, Advanced functional Materials, Article first published online: 19 NOV 2013, DOI: 10.1002/adfm.20130313

Maria Losurdo, Iris Bergmair, Maria M. Giangergorio, Babak Dastmalchi, Giuseppe V. Bianco, Christian Helgert, Ekaterina Pshenay-Severin, Matthias Falkner, Thomas Pertsch, Ernst-Bernhard Kley, Uwe Huebner, Marc A. Verschurren, Michael Muehlberger, Kurt Hingerl, Giovanni Bruno; Enhancing Chemical and Optical Stability of Silver Nanostructures by Low-Temperature Hydrogen Atoms Processing, The Journal of Physical Chemistry (2012), 116 (43), pp 23004/23012dx.doi.org/10.1021/jp307936k

Borislav Vasić, Saša Lazović, Nevena Puač, Zoran Lj. Petrović, Radmila Kostić, Radoš Gajić, Jozef Humlíček, Maria Losurdo, Giovanni Bruno, Iris Bergmair, Kurt Hingerl; Spectroscopic ellipsometry of few-layer graphene, J. Nanophoton. 5, 051809 (Jun 08, 2011); [http://dx.doi.org/10.1117/1.3598162

Bergmair, M. Losurdo, G. Bruno, M. Bergmair, B. Dastmalchi, U. Hübner, C. Helgert, T. Pertsch, E.-B. Kley, R. Raluca, M. Kafesaki, N.-H. Shen, C.M. Soukoulis, M. Mühlberger, K. Hingerl; Optimization of silver for a 200 nm Fishnet grating fabricated by NIL, Metamaterials ‚2011: The Fifth International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics, p66, ISBN 978-952-67611-0-7

Chouiki, R. Schoeftner; Inkjet printing of inorganic sol-gel inks and control of geometrical characteristics, Journal of Sol-Gel Science and Technology 58 (2010) 91-95

A.Fuchsbauer, D. Holzinger; Inkjet basierte Additive Fertigung, EU Projekte DIMAP und NextFactory, Austrian 3D-Printing Forum

Kabla, L. Schranzhofer, A. El Razek, F. de la Vega; Novel Conductive Inks for 3D Printing,

Köpplmayr, M. Mühlberger; Inkjet printing of polylactide on substrates prepared by Fused Deposition Modeling and its potential for selective surface finishing, Danube Vltava Sava Polymer Meeting 2015

Köpplmayr, M. Mühlberger; Inkjet printing of polylactide on substrates prepared by Fused Deposition Modeling and its potential for selective surface finishing, Polymer Processing Society Conference 2015

Kastner, F. Tomarchio, N. Decorde, M. Wagner, I. Gnatiuk, G. Hesser, D. Holzinger, K. Bretterbauer, I. Bergmair, A.C. Ferrari; Graphene Ink as Replacement for PEDOT:PSS in Organic Solar Cells, Österreichische Chemietage 2015

Kastner, A. Fuchsbauer, F. Tomarchio, N. Decorde, M. Wagner, I. Gnatiuk, D. Holzinger, B. Unterauer, K. Bretterbauer, A.C. Ferrari; P3HT:PCBM and graphene inks for organic solar cells, Micro and Nanoengineering 2015 MNE 2015

Anita Fuchsbauer; Inkjet printed OPV, european smart windows conference

Anita Fuchsbauer, Barbara Unterauer, Olivier Lorret, Michael Wagner, Hans-Joachim Egelhaaf; Printhead Compatible Inkjet Inks for Organic Solar Cell Application, MRS fall meeting

Barbara Unterauer, Michael Rohn, C. Wögerer, Dieter Holzinger, Michael Mühlberger, Christian Wögerer; A Combination of Iron Oxide Nanoparticles and Inkjet Inks to Obtain New Functional Inks, 4M Conference 2013

Iris Bergmair, Barbara Einwögerer, Wolfgang Hackl, Thomas Fromherz, Maria Losurdo, Giovanni Bruno, Nalin Rupesinghe, Christoph Giesen, Michael Heuken, Thomas Müller, Michael Mühlberger; Transfer of structured graphene on metal contacts for realization of graphene based devices, MNE2013

Thomas Faury, Michael Mühlberger; Inkjet-printing of working stamp materials for UV-based nanoimprint lithography, NNT2016

Faury, A. Fuchsbauer, M. Mühlberger; Inkjet-printing of working stamp material for UV-based nanoimprint lithography, MNE2016

A.Fuchsbauer, M. Mühlberger, M. J. Haslinger, T. Köpplmayr, H. Außerhuber, T. Faury, K. Bretterbauer, H. Leichtfried, V. Tober, T. Lederer, H. Fachberger; Towards inkjet printing on 3D printed surfaces for NIL applications, MNE2016

Thomas Obermüller, Thomas Faury, Helene Außerhuber, Julia Kastner, Thomas Lederer; Silver-based reactive ink for inkjet-printing of conductive lines on textiles, MNE2016

Fuchsbauer, B. Unterauer, J. Kastner, M. Wagner, F. Tomarchio, N. Decorde, A.C. Ferrari, I. Gnatiuk, D. Holzinger; P3HT:PCBM and graphene inks for organic solar cells, MRS fall meeting

Anita Fuchsbauer/Barbara Unterauer, Michael Wagner/Hans-Joachim Egelhaaf; Organic PV inkjet inks for energy harvesting in smart windows, world sustainable energy days young researchers conference

Julia Kastner, Iurii Gnatiuk, Barbara Unterauer, Olivier Lorret, Iris Bergmair, Barbara Einwögerer, Michael Rohn, Dieter Holzinger, Michael Mühlberger; Fabrication of Graphene/Graphite Flakes via Liquid Phase Exfoliation of Graphite in Alcohols, MNE2013

J. Kastner, I. Gnatiuk, B. Unterauer, I. Bergmair, O. Lorret, G. Hesser, K. Hingerl, D. Holzinger, M. Mühlberger; Liquid Phase Exfoliation of graphite in alcohols, Graphene 2013

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Functional Surfaces and Nanostructures

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